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宝马i3和i8接纳碳纤维车身规划制作

句子来由:采集而来责任复制:代为办理员热门:颁发时辰:2016-09-23【

 奥迪协作火伴西格里包覆伙料公司(SGL Composites)已起头为2014款宝马五系i3和i8suv车型制造零器件。国家轿车水利工程刊物(AEI)观赏性了好几家走外业前线的新西兰碳纤维材料材料创意工厂,真情部落格了在车俩轻评定多方面并能也许会对铝耐热合金定义比较复杂挑衅的立名素材的生产出来。

    宝马公司在2008年颁布发表了其新开辟的电动汽车家属🐈以后未几,这家汽车制作商再次测验考试了一次新的冒险,无望使其在将来电动汽车和夹杂能源车范畴取得奔腾性的冲破🌼。 123456

    为了对消锂离子电池组带来的分量承担,公司决议车型的全部搭客舱规划用加倍坚忍、轻质、耐侵蚀的碳纤维加强复合伙料成型。碳纤维搭客舱单元——密度只要铝的一半,比钢铁轻50%——将与多量接纳铝合金资料的底盘相婚配,而车身内部面板将操纵热塑性塑料。 内容来自123456

    2014款宝马i3电动汽车将于本年晚些时辰将投入出产,总的方针是将其分量加重200kg(440lb),来对消电池分量。2014款i8车型——插电式夹杂能源跑车也将取得不异的减重结果。通俗来讲,一辆车分量加重100kg(220lb),二氧化碳排放量均匀来看最高可下降10g/km。而这些车型(宝马所谓Project i子品牌的首批车型)在搭客防护方面的机能都将受害于碳纤维优胜的弹性模量及其拉伸强度——这两个参数都跨越硼钢。


 

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  宝马公司操纵本身的供给链,缔造ဣ了一个斗胆的、靠近垂直整合的产物开辟和加工计谋,但愿削减碳纤维资料和部件本钱,前进每一个部件的出产效力,成立其在碳纤维方面的常识ꩲ产权。 东西来于123456

    宝马公司为此压宝于这类一向被以为高本钱(30美金/磅)、小批量出产且尽人皆知的首要用于赛车车身、高尔夫球杆和飞机行业的新型资料上,并与欧洲抢先复合伙料供给商西格里团体共同成立了一家合伙企业——西格里汽车碳纤维公司,担任碳纤维资料的开辟和制作。合伙公司的工场位于华盛顿州的摩西湖市,西雅图以东约190mi(306km),厂房面积10,250m2,宝马为此投入了1亿美圆,彰显了这家汽车制作商对进入将来轻量化车身规划市场的决计。

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“咱们的方针是但愿靠近铝合金资料的本钱,今朝咱们还没做到。”西格里汽车公司总司理Joerg Pohlman博士诠释道。“可是咱们预感在将来几年内会有这么一天,在全部车身规划方面能够或许靠近铝合金的本钱。” 1🅰23456





大志勃勃的增添打算 本诗来源123

    2011年停业的位于摩西湖市的西格里公司是宝马公司第一批在全部车身规划方面都接纳碳人造纤维资料的量产车型(i3)胜利的关头,并且要接纳可延续、靠得住且本钱效力高的加工工艺。挑选这个偏僻的地域是由于华盛顿州东部的枯燥天气(太高的湿度倒霉于碳纤维出产),固然也是由于这个州在哥伦比亚河上成立的水电大坝能够或许供给的充沛且绝对便宜的“绿色”电能。


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对摩西湖的西꧋格里公司,电力来历为40英里(64千米)外的瓦纳复杂坝。“咱们每千瓦小时付出约3美分[约为美国均匀电价的三分之一],在德国的瓦克斯多夫工场都须要9美分。”Pohlman博士流露。 copyright 123456

    碳纤维出产须要耗损多量的电能,这也是碳纤维加强塑料伙料高本钱的缘由之一,而传统耗时的热压罐式出产工艺也是这家汽车制作商孔殷想放弃的。摩西湖市的工场有两条183m长的出产线,产线上的多重电加热氧化和碳化炉用于将聚丙烯腈聚合物质料的丝束,也称为原丝,转换成键合在一路的碳原子晶体。

copyright 123456

   ; 晶体在低温、氮封情况下的平行摆列使纤维具有优ᩚᩚᩚᩚᩚᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ⁤⁤⁤⁤ᩚ𒀱ᩚᩚᩚ良的强度体积比。几千个直径为7μm的碳纤维被拉伸、洗濯、环绕纠缠、枯燥、用丙稀酸树脂材料涂覆并纺成像纱线一样的“长丝丝束”,环绕纠缠在线轴上。资料会用一个“K”号码标记,即所包罗的长丝(股线)数目;比方宝马最多操纵的50K长丝丝🌺束就有50,000根长丝。 文中来源123

    重9kg(20lb)带有玄色光芒的线轴被运往宝马位于德国的瓦克斯多夫(🍸Wackersdo🎃rf)工场。工场操纵专利无皱褶纺织工艺将长丝丝束转化成碳纤维织物,这恰是复合伙料规划部件的根本。所用树脂配方也由宝马公司拟定。 123456

    摩西湖市和瓦克斯多夫的工场是宝马垂直整合的碳纤维部件出产链上的第二和第三环。出产链最后起头于另外一家西格里的合伙企业——位于日本大竹的三菱丽阳工场,它出产摩西湖工场所用的聚丙烯腈原丝。碳纤维毡在分开瓦克斯多夫工场后,被送往宝马在德国兰茨胡特(Landshut)的工场,这家工场多年来专一于各类预成型、冲压及树脂转移成型的碳纤维部件的出产,包含M3和M5的大型车顶板。宝马公司预期本年将为其M系列车型出产跨越100万件的碳纤维部件。 123456

ඣ 停止2012年末在i3样车中单个部件的最快出产周期“少于10分钟――但还没到达9分钟”,Pohlman博士谨严地说。终究车身是在莱比锡(Leipzig)组装的。 123456

    “一旦两条出产线[摩西湖]在2013年中旬筹办停当,咱们一年将出产约3000公吨的碳纤维——约莫占环球总出产量的8%。▨按照行业规范,1500吨一条的产线是相称大的。今朝咱们另ꦆ有空间可在此刻的园地上再增添4条出产线,咱们也能够或许再多采办60英亩地盘。”Pohlman博士说道。 copyright 123456

    他指出除“i系列”电动汽车外,宝马公司还将在传统内燃机驱动的汽车中增添碳纤维的操纵,公司也能够或许向其余汽车制作商发卖碳纤维。

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    《国际汽车工程》记者在访问时发明工场几近处于“无人”的经营状况,很难发明有80名雇员的迹象——不过跟着宝马i系列的产能晋升,员工人数将有所增添。今朝工场为4班12小时运行,28天为一轮换周期。 123456

    汽车研讨中间(Center for🦩 Automotive Research)总裁兼CEO及制作方面的专家Jay Baron博士以为碳纤维每磅12美圆或更高的市场价钱,与约莫2.5美圆/磅的铝和1美圆/磅的通🅷俗高强度钢铁比拟,“就采办性而言高得离谱”。他认可这类资料有良多上风,但同时仍然对此中短时候远景持思疑立场。 相关内容来于123456

    “接纳前进前辈的复合伙料能够或许把很多自力组装的金属部件融会在一路。”Baron博士诠释说。“你能够或许在须要的处所增添强度,而在不须要的处所削减资料操纵而加重分量。若是实现了部件的整合,工场能够或许小很多。你能够或许抛弃最少四分之三的点焊机,但却要增添粘合剂手艺相干的装备,而这也不是小的投入。”

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    他还说,就车身和油漆车间而言,设想一个碳纤维车身规划(i3车型包含35个部件)的组装厂须要从零起头。在宝马看来,经由进程不时成长和改良,和碳纤维出产的进一步主动化,这类玄色资料将终究对铝合金构成挑衅。

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    操纵碳纤维也带来了其余一些不太较着的转变。宝马公司加大碳纤维复合伙料的操纵也使其插手了巴伐利亚的纺织制作商商业团体。Pohlman博士指出,这一加盟使得宝马公司的碳纤维出产基地能够或许操纵纺织行业较低的人为程度,并插手与主导德国汽车制作商的德国金属财产工会(I.G. Metall▨ union)完全差别的另外一个工会。 copyright 123456

OEM竞相成为碳纤维前锋

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    汽车行业对将碳纤维部件制作推向多量量出产的乐趣正不时前进。其余汽车制作商也逐步插手与宝马协作的行列中,经由进程ꦦ计谋协作干系来鞭策碳纤维手艺的成长、下降本钱、并前进产量。 123456

 ꧙   日本碳纤维巨子东丽与丰田、富士重工和戴姆勒公司告竣协作。而其首要的日本协作敌手帝人股份无限公司也与通用汽车成立了合伙企业。福特和陶氏是碳纤维方面的盟友,奥迪的协作者则是西格里团🐬体的第三大股东福伊特。客岁公共汽车也入股西格里。乃至兰博基尼也和Quantum复合伙料公司及卡拉威高尔夫公司(Callaway Golf)之间签定了一个三方和谈。 这篇文章产自123

    通用汽车和普拉森碳复合伙料公司(Plasan)也在停止其2014款雪佛兰Corvette C7打算,将每辆车的碳纤维车身部件含量前进到30,000-40,000单元体积的程度,这是一个严重奔腾。而客岁丰田公司出人料想地与宝马公司联手,同享车辆轻量化手艺信息,今朝详细协作的名目仍然处于失密状况中。

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    2013年宝马斥巨资投资于碳纤维批量出产的决议差点由于环球经济阑珊而被边缘化。 本文来自123

♏    “那段期间压服董事会投入碳纤维加强规划件是很难的。”Pohlman博士回想道,他在西格里公司任职前为宝马华盛顿特区办公室的办理职员。“可是他们也认可咱们必须接纳斗胆判断的步履,由于咱们进入夹杂能源和电动汽车手艺范畴已算是晚的了。咱们此前的心态一向是,‘咱们有柴油策念头’。” 相关内容发源123456

    以是公司起头寻觅复合伙料火伴,能跟上i名目疾速成长的步调。这让宝马终究挑选了西格里公司——欧洲最大的碳纤维供给商。

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宝马的抢先地位 123456

    宝马的工程师已为制作汽车整机所须要的碳纤维成立了一个产物“目次”&m𓄧dash;—每种碳纤维产物按照部件差别的操纵会记实差别的铺层、纤维的标的目的和单元面积的分量等。据Pohlman博士先容🐬,目次的内容正在逐步增添中。当问及今朝的纤维规格时,他说在华盛顿出产的碳纤维密度为1.78 g/cm3。1250°C下的拉伸强度为4000MPa(500 ksi),弹性模量为420GPa(60,915 ksi))。 相关内容出自123456

 可收受接管性是i名目的一个主要元素。宝马开辟了立异装备来赞助实现碳纤维加强复合伙料加工后的ꦫ收受接管。 本论文来源123

    “这一加工进程还天生了一种“抓绒”,它具有原资料30%-40%的工程特征,咱们正在想体例加以操纵,”Pohlman博士提到。宝马公司客岁晚些时辰颁布发表与波音公司协作,波音每一年要操纵不计其数吨的基于收受接管手艺🧔的碳纤ꦬ维。 123,123

    宝马的协作敌手“正等着咱们犯错,就像波音公司最早的787名目一样。”Pohlman博士以为。可是他信任公司在手艺方面抢先于协作敌手三年的时辰,“(他们须要最少三年)能力走到咱们明天的地位,零部件产量能力够到达咱们所打算的数目。” 123456

    比方,与宝马此刻M3车顶操纵的碳纤维比拟,i系列车型上用到的新资料制作用度只要其三分之一。“这是一个严重前进,”Pohlman博士说。“i3名目的方针是赢利——而不但是经由进程3系来补贴。”

 

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